(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮行程の中間部分に冷媒通過口となるインジェクションポートを有する圧縮機、四方弁、熱源側絞り装置、熱源側熱交換器、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を環状に接続して冷媒を循環させる主冷媒回路を構成し、
前記主冷媒回路から分岐した冷媒の減圧を行うバイパス絞り装置と、
該バイパス絞り装置を通過した冷媒と前記主冷媒回路を通過する冷媒との熱交換を行う内部熱交換器と、
該内部熱交換器が熱交換した冷媒を、前記インジェクションポートに接続された配管又は前記圧縮機の吸入側に接続された配管のいずれかに流すための流路設定を行う流路切替手段と
を有する１以上の流路切替冷媒回路を備え、
前記インジェクションポートにおける冷媒の圧力と前記圧縮機の運転容量とに基づいて、前記流路切替手段に設定させる流路を選択する制御装置をさらに備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記圧縮機の吸入圧力と吐出圧力とから前記インジェクションポートにおける圧力を推測する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮行程の中間部分に冷媒通過口となるインジェクションポートを有する圧縮機、四方弁、熱源側絞り装置、熱源側熱交換器、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を環状に接続して冷媒を循環させる主冷媒回路を構成し、
前記主冷媒回路から分岐した冷媒の減圧を行うバイパス絞り装置と、
該バイパス絞り装置を通過した冷媒と前記主冷媒回路を通過する冷媒との熱交換を行う内部熱交換器と、
該内部熱交換器が熱交換した冷媒を、前記インジェクションポートに接続された配管又は前記圧縮機の吸入側に接続された配管のいずれかに流すための流路設定を行う流路切替手段と
を有する２以上の流路切替冷媒回路を備え、
少なくとも１つの前記内部熱交換器における熱交換器容量が、他の内部熱交換器と異なる熱交換器容量であることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮行程の中間部分に冷媒通過口となるインジェクションポートを有する圧縮機、四方弁、熱源側絞り装置、熱源側熱交換器、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を環状に接続して冷媒を循環させる主冷媒回路を構成し、
前記主冷媒回路から分岐した冷媒の減圧を行うバイパス絞り装置と、
該バイパス絞り装置を通過した冷媒と前記主冷媒回路を通過する冷媒との熱交換を行う内部熱交換器と、
該内部熱交換器が熱交換した冷媒を、前記インジェクションポートに接続された配管又は前記圧縮機の吸入側に接続された配管のいずれかに流すための流路設定を行う流路切替手段と
を有する２以上の流路切替冷媒回路を備え、
前記主冷媒回路の冷媒の流れに対して上流側に位置する前記流路切替冷媒回路を流れる冷媒が前記インジェクションポートに流れ、下流側に位置する前記流路切替冷媒回路を流れる冷媒が前記圧縮機の吸入側に流れるように、各流路切替冷媒回路における前記流路切替手段の流路設定を行うことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
前記内部熱交換器の冷媒過熱度が所定の温度となるように前記バイパス絞り装置の開度を制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記圧縮機の冷媒吐出温度又は前記圧縮機が吐出する過熱度が所定の温度となるように前記バイパス絞り装置の開度を制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記熱源側絞り装置に流入する冷媒の圧力又は前記圧縮機から吐出する冷媒と前記熱源側絞り装置に流入する冷媒との圧力差が、所定の圧力となるように前記熱源側絞り装置の開度を制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒間の熱交換を行う内部熱交換器を有する空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば外気温度がマイナス１０℃となるような寒冷地において、圧縮機に吸入される冷媒の流量が外気の低下に伴って減少することになるために、暖房能力が低下してしまうことがある。そこで、冷媒を圧縮機にインジェクションすることによって十分な暖房能力を発揮できるようにした空気調和装置が存在する。このような空気調和装置では、圧縮機のインジェクションポートから冷媒を供給することによって、圧縮機室の冷媒密度を増加させ、冷媒循環量を増加させることで暖房能力の増大を行っている。
【０００３】
そのような空気調和装置として、「圧縮機、室内熱交換器、第１の減圧装置、室外熱交換器を環状に接続し、前記室内熱交換器から温熱を供給する空気調和装置において、前記室内熱交換器と前記第１の減圧装置との間の冷媒と、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒とを熱交換する第１の内部熱交換器と、前記室内熱交換器と前記第１の減圧装置との間の冷媒を、一部バイパスして前記圧縮機内の圧縮室にインジェクションするインジェクション回路と、該インジェクション回路に設けられたインジェクション用減圧装置と、該インジェクション用減圧装置で減圧された冷媒と前記室内熱交換器と前記第１の減圧装置との間の冷媒とを熱交換する第２の内部熱交換器とを備えた空気調和装置」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２７０８号公報（第７頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の空気調和装置には以下のような問題があった。例えば、特許文献１に記載の空気調和装置では、暖房運転時は、圧縮機の吸入側である低圧側において熱交換する第１の内部熱交換器において、冷却される熱交換量が大きくなる。このため、冷媒のエンタルピが圧縮機のインジェクションポート圧力の飽和液エンタルピ以下になる場合は、圧縮機のインジェクションポートに流れると熱交換する第２の内部熱交換器での熱交換量が低下し、蒸発器での冷却効果拡大の効果が十分に得られなくなる。このため、第２の内部熱交換器を有効に利用できず、成績効率（成績係数）であるＣＯＰの向上率が小さくなることがあった。
【０００６】
また、冷房運転時に空調対象空間である室内空気温度が高い場合又は暖房運転時に外気温度が高い場合は、圧縮機の吸入側における圧力である低圧圧力が上昇し、これにともない、インジェクションポートにおける圧力が上昇する。その結果、インジェクションポートに流れる冷媒の飽和温度が上昇するため、内部熱交換器において、蒸発側となる冷媒における冷却効果拡大の効果が得られなくなることがあった。
【０００７】
そこで本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な運転条件下でも、装置全体として高効率の運転を実現できる空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、この発明は以下の手段を講じたものである。
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮行程の中間部分に冷媒通過口となるインジェクションポートを有する圧縮機、四方弁、熱源側絞り装置、熱源側熱交換器、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を環状に接続して主冷媒回路を構成し、主冷媒回路から分岐した冷媒の減圧を行うバイパス絞り装置と、バイパス絞り装置を通過した冷媒と主冷媒回路を通過する冷媒との熱交換を行う内部熱交換器と、内部熱交換器が熱交換した冷媒をインジェクションポート又は圧縮機の吸入側のいずれかに流すための流路設定を行う流路切替手段とを有する１以上の流路切替冷媒回路を備え、インジェクションポートにおける冷媒の圧力と圧縮機の運転容量とに基づいて、流路切替手段に設定させる流路を選択する制御装置をさらに備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、流路切替手段を有し、冷房運転、暖房運転等の運転状態に応じて、圧縮機のインジェクションポートから冷媒を流入させるか圧縮機の吸入側に冷媒を流すかを選択することができるので、運転状態にかかわらず、高効率な運転を実現可能な空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の暖房運転時で圧縮機３の吸入圧力が低い状態でインジェクションポートへの冷媒のバイパスを行っている状態のｐ−ｈ線図。
【図３】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の暖房運転時で圧縮機３の吸入圧力が高い状態でインジェクションポートへの冷媒のバイパスを行っている状態のｐ−ｈ線図。
【図４】本発明の実施の形態１における空気調和装置の暖房運転時で圧縮機３の吸入圧力が高い状態で圧縮機３の吸入側に冷媒を流している状態のｐ−ｈ線図。
【図５】インジェクション圧力、圧縮機運転容量の大、小に対する、インジェクションバイパスと吸入バイパスのＣＯＰ向上率を表す概念図。
【図６】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の冷房運転時でインジェクションバイパスを行っている状態のｐ−ｈ線図。
【図７】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の暖房運転時の制御に係るフローチャート。
【図８】本発明の実施の形態１における空気調和装置１００の冷房運転時の制御に係るフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態２における空気調和装置１００の構成を示す図。
【図１０】圧縮機３の運転容量が高いときのインジェクション内部熱交換器容量比率に対するＣＯＰ向上率を表す概念図。
【図１１】圧縮機３の運転容量が低いときのインジェクション内部熱交換器容量比率に対するＣＯＰ向上率を表す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、以下で説明する温度、圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、装置等における状態、動作等において相対的に定まる関係に基づいて表記しているものとする。また、機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合もある。
【００１３】
図１は本発明に係る実施の形態１の空気調和装置１００の構成を示す図である。ここでは、冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置１００について説明する。図１において、室外機１及び室内機２が有する機器をガス管５及び液管７で配管接続して、冷媒を循環させる冷凍サイクル回路（冷媒回路）を構成する。特に、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器１２、熱源側絞り装置１１、負荷側絞り装置８、室内熱交換器６を配管接続して主となる冷媒回路（主冷媒回路）を構成する。
【００１４】
室外機１は、主冷媒回路のうち、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器１２、熱源側絞り装置１１を有している。圧縮機３は、吸入した冷媒に圧力を加えて吐出する（送り出す）。ここで、本実施の形態の圧縮機３は、インバータ回路（図示せず）により、計測制御装置１８の指示に基づいて駆動周波数を任意に変化することができる。このため、圧縮機３は、全体として吐出容量（単位時間あたりの冷媒の吐出量）と、その吐出容量に伴って能力を変化させることができるインバータ圧縮機となる。また、圧縮機３内の圧縮室（図示せず）において、圧縮行程の途中部分に、インジェクションバイパス配管１３ａからの冷媒を流入させるインジェクションポート（図示せず）を設けている。四方弁４は、計測制御装置１８の指示に基づいて、冷暖房の形態（モード）に対応した弁の切り替えを行い、冷媒の経路が切り替わるようにする。
【００１５】
室外熱交換器１２は冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、熱源側絞り装置１１を介して流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁４側から流入した圧縮機３において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。例えば、室外熱交換器１２には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、空気を送るファン（図示せず）が設けられている。熱源側絞り装置１１は、例えば、暖房運転時において、計測制御装置１８の指示に基づいて開度を調整して冷媒を減圧等することができる電子膨張弁である。
【００１６】
また、室外機１は、バイパス配管１７ａ、バイパス絞り装置１４ａ、インジェクションバイパス配管１３ａ、吸入バイパス配管１５ａ、流路切替弁１６ａを有し、主冷媒回路に対して流路切替冷媒回路２０を構成する。バイパス配管１７ａは、主冷媒回路から分岐した（バイパスした）冷媒を内部熱交換器９ａに流す配管である。バイパス絞り装置１４ａは、計測制御装置１８の指示に基づいて開度を調整して、流路切替冷媒回路２０を流れる冷媒の減圧、冷媒量の調整等することができる電子膨張弁である。内部熱交換器９ａは、主冷媒回路側を流れる冷媒と、バイパス絞り装置１４ａを通過して流路切替冷媒回路２０側を流れる冷媒との熱交換を行う。流路切替手段である流路切替弁１６ａは、内部熱交換器９ａを通過した冷媒を、インジェクションバイパス配管１３ａに通過させるか、吸入バイパス配管１５ａに通過させるかを切り替えて冷媒の流路設定を行う。インジェクションバイパス配管１３ａは、一端がインジェクションポートに接続しており、バイパスした冷媒をインジェクションポートに流す（インジェクションバイパスをする）ための配管である。また、吸入バイパス配管１５ａは、一端が圧縮機の吸入側（低圧側）に接続しており、バイパスした冷媒を圧縮機３の吸入側に流す（吸入バイパスをする）ための配管である。
【００１７】
一方、室内機２は、室内熱交換器６、負荷側絞り装置（膨張弁）８を有している。室内熱交換器６は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス管５から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化（又は気液二相化）させ、液管７側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、負荷側絞り装置８により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス管５側に流出させる。負荷側絞り装置８は、計測制御装置１８の指示に基づいて開度を調整して冷媒を減圧等することができる電子膨張弁である。
【００１８】
ここで、空気調和装置１００の冷媒回路に使用できる冷媒には、非共沸混合冷媒や擬似共沸混合冷媒、単一冷媒等がある。例えば、非共沸混合冷媒には、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒であるＲ４０７Ｃ（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）等がある。この非共沸混合冷媒は、沸点が異なる冷媒の混合物であるので、液相冷媒と気相冷媒との組成比率が異なるという特性を有している。擬似共沸混合冷媒には、ＨＦＣ冷媒であるＲ４１０Ａ（Ｒ３２／Ｒ１２５）やＲ４０４Ａ（Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／Ｒ１３４ａ）等がある。この擬似共沸混合冷媒は、非共沸混合冷媒と同様の特性の他、ＨＣＦＣ冷媒であるＲ２２の約１．６倍の動作圧力という特性を有している。
【００１９】
また、単一冷媒には、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒であるＲ２２やＨＦＣ冷媒であるＲ１３４ａ、ＨＦＯ冷媒であるＲ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ等がある。これらの単一冷媒は、混合物ではないので、取り扱いが容易であるという特性を有している。その他、自然冷媒である二酸化炭素やプロパン、イソブタン、アンモニア等を使用することもできる。ここで、上述したＲ２２はクロロジフルオロメタン、Ｒ３２はジフルオロメタンを、Ｒ１２５はペンタフルオロエタンを、Ｒ１３４ａは１、１、１、２−テトラフルオロエタンを、Ｒ１４３ａは１、１、１−トリフルオロエタンをそれぞれ示している。このような冷媒を、空気調和装置１００の用途や目的に応じて使用するとよい。
【００２０】
また、室外機１、室内機２には各温度センサ、圧力センサ等の検知手段が設置されている。室外機１において、温度センサ４６は圧縮機３の吐出側の配管に取り付けられて、その位置における温度（吐出温度）を検知する。同様に、温度センサ４５は室外熱交換器１２と熱源側絞り装置１１との間の配管に取り付けられて温度を検知する。また、温度センサ４９は内部熱交換器９ａと負荷側絞り装置８との間、温度センサ４７ａはバイパス絞り装置１４ａと内部熱交換器９ａとの間、温度センサ４８ａは内部熱交換器９ａと流路切替弁１６ａとの間の配管にそれぞれ取り付けられて冷媒の温度を検知する。また、温度センサ４４は室外機１の周囲の外気温度を検知する。
【００２１】
また、圧力センサ５１は圧縮機３の吐出側の配管に取り付けられて、吐出側の圧力（吐出圧力）を検知する。また、圧縮機３の吸入側の配管に取り付けられて、吸入側の圧力（吸入圧力）を検知する。
【００２２】
一方、室内機２内の温度センサ４２は、室内熱交換器６とガス管５との間、温度センサ４３は室内熱交換器６と負荷側絞り装置８の間にそれぞれ取り付けられ、その位置における冷媒の温度を検知する。また、温度センサ４１は室内熱交換器６において熱交換される前の負荷側媒体（ここでは空調対象の空気）の温度を検知する。
【００２３】
また、室外機１内の計測制御装置１８は各温度センサ、圧力センサの検知した温度、圧力、空気調和装置の使用者から指示される運転内容等に基づいて、空気調和装置が有する機器の制御等を行う。具体的には、圧縮機３の運転、四方弁４の流路の切り替え、室外熱交換器１２に空気を送るファン（図示せず）の送風量、各絞り装置の開度等を制御する。ここでは、計測制御装置１８を室外機１内に設けているが、設置場所については特に限定するものではない。また、例えば、室内機２内に別の制御装置を備え、負荷側絞り装置８についてはその制御装置が制御するようにしてもよい。
【００２４】
図２は暖房運転において圧縮機３の吸入圧力が低い状態でインジェクションポートへの冷媒のバイパスを行っている状態を示すｐ−ｈ線図である。次に、この空気調和装置１００の運転動作について冷媒の流れに基づいて説明する。まず、比較的外気温度が低い場合の暖房運転時の動作について図１及び図２により説明する。
【００２５】
暖房運転時に、計測制御装置１８は、四方弁４における冷媒の流路が図１の破線方向となるように設定する。圧縮機３は吸入した冷媒を吐出する。圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒（図２の点（ａ））は四方弁４を経て室外機１を流出し、ガス管５を経て室内機２に流入する。そして、室内機２において、凝縮器となる室内熱交換器６に流入し、放熱しながら凝縮液化して高圧の液冷媒となる（図２の点（ｂ））。冷媒が放熱した熱は、負荷側の空気や水などの負荷側媒体に与えることで暖房を行う。
【００２６】
室内熱交換器６から流出した高圧の冷媒は、負荷側絞り装置８で若干減圧された後（図２の点（ｃ））、液管７を経由して、室外機１に流入する。室外機１に流入した冷媒は分岐して、一部の冷媒は、主冷媒回路を内部熱交換器９ａ側に流れ、残りの冷媒はバイパス配管１７ａ側に流れる。内部熱交換器９ａ側に流れた冷媒は、バイパス配管１７ａ側に流れてバイパス絞り装置１４ａを通過した中温の冷媒と熱交換し、冷却される（図２の点（ｄ））。さらに、熱源側絞り装置１１で低圧まで減圧されて二相冷媒となる（図２の点（ｅ））。そして、蒸発器となる室外熱交換器１２に流入し、そこで吸熱し、蒸発ガス化される（図２の点（ｆ））。その後、四方弁４を経て、圧縮機３に吸入される。
【００２７】
一方、バイパス配管１７ａ側に分岐してバイパスされた冷媒は、バイパス絞り装置１４で、中間圧まで減圧され、中温の二相冷媒となる（図２の点（ｇ））。そして、前述したように内部熱交換器９ａで主冷媒回路側を通過する冷媒と熱交換することで加熱される（図２の点（ｈ））。流路切替弁１６ａ、インジェクションバイパス配管１３ａを経由し、インジェクションポートを介して圧縮機３にインジェクションされる。圧縮機３内部では、主冷媒回路において吸入された冷媒（図２の点（ｆ））が中間圧まで圧縮、加熱される（図２の点（ｉ））。その後、インジェクションポートから流入した冷媒と合流し、温度が低下した後で（図２の点（ｊ））、高圧まで圧縮されて吐出される（図２の点（ａ））。
【００２８】
ここで、空気調和装置１００の冷媒回路の構成は、いわゆるガスインジェクション回路となっている。これは、例えば、凝縮器となる室内熱交換器６を出て中間圧まで減圧された冷媒のうち、ガス冷媒を圧縮機３にインジェクションするものである。一般には、気液分離器で中間圧の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離してガス冷媒をインジェクションする構成が多い。本実施の形態の空気調和装置１００では、図２に示されるように、内部熱交換器９ａで熱交換することにより、熱的に液冷媒とガス冷媒とを分離し、ガス冷媒をインジェクションする構成としている。
【００２９】
ガスインジェクション回路としてすることにより以下のような効果が得られる。まず、ガスインジェクションを行うことにより、圧縮機３から吐出される冷媒の流量が増加する。例えば、圧縮機３から吐出される冷媒流量Ｇｄｉｓは、圧縮機３で吸入される冷媒流量Ｇｓｕｃとインジェクションされる冷媒流量Ｇｉｎｊとの和となる。従って、凝縮器となる熱交換器に流れる冷媒流量が増加するので、特に暖房運転の場合には、暖房能力を増加させることができる。
【００３０】
一方、図２に示されるように、内部熱交換器９ａでの熱交換により、蒸発器となる熱交換器に流入する冷媒エンタルピが低下し、蒸発器での冷媒エンタルピ差が増大する。従って、暖房運転時には、蒸発器となる室外熱交換器１２においては、外気からの吸熱による熱交換量が増加するため暖房能力が増加する。また、ガスインジェクションを行う場合は効率改善効果も得られる。蒸発器に流入する冷媒は、一般に気液二相冷媒であるが、このうち、ガス冷媒は蒸発器における熱交換に寄与しない。圧縮機３から見ると、この低圧のガス冷媒も、蒸発器で蒸発したガス冷媒と一緒に高圧に昇圧する仕事を行っていることになる。
【００３１】
ガスインジェクションを行うことで、蒸発器に流入するガス冷媒のうちの一部を中間圧で抜き出してインジェクションすることになる。このため、圧縮機３は、インジェクションに係る冷媒は中間圧から高圧に昇圧し、圧縮することになる。したがって、インジェクションされる流量のガス冷媒については、低圧から中間圧まで昇圧する圧縮仕事が不要になり、この分、効率改善がなされる。
【００３２】
また、一部がバイパス配管１７ａ側に流れることで、蒸発器に流れる冷媒量が減少するため、蒸発器を通過する際の圧力損失が低減する。これにより圧縮機３の吸入側に吸入圧力が増加するため効率が改善される。この効率の改善率は、圧力損失が大きいほど効果が大きい。したがって、蒸発器から圧縮機吸入に至る配管が長い場合や、圧縮機３の運転容量が大きく、循環する冷媒量が多いほど効果が大きくなる。
【００３３】
図３は暖房運転において圧縮機３の吸入圧力が高い状態でインジェクションポートへの冷媒のバイパスを行っている状態を示すｐ−ｈ線図である。次に、比較的外気温度が高い場合の暖房運転時の運転動作について図１及び図３により説明する。冷媒の流れ等による冷凍サイクルの形状等については、図２の場合と同様であるが、外気温度が高いため、圧縮機３の吸入側における吸入圧力が増加する。インジェクションポートにおける圧力（インジェクション圧力）Ｐm ［ＭＰａ］は、圧縮機３の圧縮室内におけるインジェクションポートの位置にもよるが、一般的に、圧縮機３の吐出側の吐出圧力Ｐd ［ＭＰａ］及び圧縮機３の吸入側の吸入圧力Ｐs ［ＭＰａ］から次式（１）で推測することが知られている。
【００３４】
Ｐm ＝（Ｐd ×Ｐs ）1/2                                         …（１）
【００３５】
式（１）から分かるように吸入圧力Ｐs が増加するとインジェクション圧力Ｐm も増加する。そして、インジェクション圧力Ｐm が増加することで、インジェクションポートに吸入される中温の冷媒温度も高くなるため、内部熱交換器９ａでの冷却量が減少する。
【００３６】
内部熱交換器９ａでの冷却量が減少すると、内部熱交換器９ａでの熱交換による蒸発器での冷凍効果（図３の点（ｆ）と図３の点（ｇ）のエンタルピ差）の増大効果が減少するため、暖房能力の増大効果が減少する。したがって、ＣＯＰの向上率はインジェクション圧力Ｐm が大きいほど減少することになる。
【００３７】
図４は暖房運転において圧縮機３の吸入圧力が高い状態で吸入側に冷媒のバイパスを行っている場合を示すｐ−ｈ線図である。前述したように、暖房運転においては、室外機１に流入した冷媒は分岐して、一部の冷媒は内部熱交換器９ａ側に流れ、残りの冷媒はバイパス配管１７ａ側に流れる。内部熱交換器９ａ側に流れた冷媒は、バイパス配管１７ａ側に流れてバイパス絞り装置１４ａを通過した低温の冷媒と熱交換し、冷却される（図４の点（ｄ））。さらに、熱源側絞り装置１１で低圧まで減圧されて二相冷媒となる（図４の点（ｅ））。そして、蒸発器となる室外熱交換器１２に流入し、そこで吸熱し、蒸発ガス化される（図４の点（ｆ））。その後、四方弁４を経て、圧縮機３に吸入される。
【００３８】
一方、バイパス配管１７ａ側にバイパスされた冷媒は、バイパス絞り装置１４で、低圧まで減圧され、低温の二相冷媒となる（図４の点（ｇ））。そして、前述したように内部熱交換器９ａで高圧冷媒と熱交換して加熱され（図４の点（ｈ））、流路切替弁１６ａ、吸入バイパス配管１５ａを介して、室外熱交換器１２を通過した冷媒と合流して圧縮機３に吸入される。
【００３９】
圧縮機３の吸入側にバイパスする冷媒と内部熱交換器９ａで熱交換を行った場合は、圧縮機３のインジェクション圧力の飽和温度よりも低い低温冷媒との熱交換となる。このため、蒸発器での冷凍効果（図４の点（ｆ）と図４の点（ｇ）とのエンタルピ差）の増大効果がインジェクションバイパスに比較し大きく、暖房能力の増大効果が増加する。
【００４０】
また、圧縮機３のインジェクション圧力Ｐm が高いほど（吸入圧力Ｐs が高いほど）、冷媒密度が高くなるため、圧縮機３の運転容量が同一の場合、冷媒循環量が増加する。このため、吸入バイパス回路適用時の圧力損失低減によるＣＯＰ向上率が増加する。ここで、インジェクションバイパスと比較して、吸入バイパスともに、バイパスによる蒸発器から圧縮機３の吸入側に至る圧力損失の低減効果があるが、吸入バイパスの方が冷凍効果の増大効果が大きいため、圧力損失低減によるＣＯＰ向上率が大きい。
【００４１】
図５は流路切替弁１６ａを切り替えることで実現可能なインジェクションバイパス回路及び吸入バイパス回路のそれぞれのインジェクション圧力Ｐm に対するＣＯＰ向上率の関係を表す図である。図５は、圧縮機３における圧縮機運転容量とインジェクション圧力によって、流路切替弁１６ａにおける冷媒の流路をインジェクションバイパス配管１３ａ側にするか、吸入バイパス配管１５ａ側にするかを選択する最適なポイントが存在することを示している。
【００４２】
例えば、圧縮機運転容量が小さい場合、インジェクション圧力が図５に示す点Ａ以下であれば流路切替弁１６ａにおける冷媒の流路を図１の実線側として、インジェクションバイパス配管１３ａに冷媒を流すインジェクションバイパス回路とする。一方、点Ａ以上であれば図１の破線側として吸入バイパス配管１５ａに流す吸入バイパス回路とすることでＣＯＰの高い運転を実現できる。同様に、圧縮機運転容量が大きい場合は、（図５の点Ｂ）の状態をもって流路切替弁１６ａを切り替えることでＣＯＰの高い運転を実現することができる。
【００４３】
流路切替弁１６ａの流路を切り替える判定条件を、例えば、圧縮機３の運転容量とインジェクション圧力の関数のデータとしてあらかじめ計測制御装置１８の記憶手段等（図示せず）に保持しておく等によって、計測制御装置１８は制御可能とする。
【００４４】
インジェクション圧力Ｐm は、圧縮機吐出の吐出圧力Ｐd ［ＭＰａ］及び圧縮機吸入の吸入圧力Ｐs ［ＭＰａ］から前述の推測式から求めてもよい。また、インジェクションバイパス回路としている場合は、温度センサ４７ａの検知に係る温度がインジェクション圧力Ｐm の飽和温度となるため、温度センサ４７ａの検知に係る温度に基づいて圧力に換算して求めてもよい。
【００４５】
図６は冷房運転時のｐ−ｈ線図である。次に、冷房運転時の空気調和装置１００の運転動作について図１及び図６により説明する。暖房運転時に、計測制御装置１８は、四方弁４における冷媒の流路が図１の実線方向となるように設定する。基本的にｐ−ｈ線図上の冷凍サイクルが辿る方向等については暖房運転の場合と同様である。圧縮機３は吸入した冷媒を高温高圧のガス冷媒として吐出する（図６の点（ａ））。冷媒は四方弁４を経て、凝縮器となる室外熱交換器１２で放熱しながら凝縮液化し高圧の液冷媒となる（図６の点（ｂ））。室外熱交換器１２を出た高圧の冷媒は、熱源側絞り装置１１で若干減圧された後（図６の点（ｃ））、内部熱交換器９ａで、バイパス配管１７ａに一部冷媒をバイパスした後で、バイパス絞り装置１４ａで減圧され、流路切替弁１６ａ、インジェクションバイパス配管１３ａを経由し、インジェクションポートに吸入される中温となった冷媒と熱交換し、冷却される（図６の点（ｄ））。そして、その後、液管７を経由し、室内機２に流入する。冷媒は負荷側絞り装置８で低圧まで減圧され二相冷媒となり（図６の点（ｅ））、その後、蒸発器となる室内熱交換器６に流入し、そこで吸熱し、蒸発ガス化される（図６の点（ｆ））。負荷側の空気や水などの負荷側媒体の熱を冷媒に吸熱することで冷房を行う。その後、ガス管５を経由し、室外機１に流入し、四方弁４を経て、圧縮機３に吸入される。
【００４６】
一方、インジェクションバイパス配管１３ａにバイパスされた冷媒は、バイパス絞り装置１４で、中間圧まで減圧され、中温の二相冷媒となり（図６の点（ｇ））、その後は内部熱交換器９ａで高圧冷媒と熱交換し加熱され（図６の点（ｈ））、圧縮機３にインジェクションされる。圧縮機３内部では、吸入された冷媒（図６の点（ｆ））が中間圧まで圧縮、加熱された（図６の点（ｉ））後で、インジェクションされる冷媒と合流し、温度低下した後で（図６の点（ｊ））、高圧まで圧縮され吐出される（図６の点（ａ））。
【００４７】
冷房運転時のｐ−ｈ線図は暖房運転時とほぼ同一になり、どちらの運転モードでも同様の運転を実現できる。そして流路切替弁１６ａを切り替えることで、運転状態に応じて高効率な運転を実現することができる。
【００４８】
図７は暖房運転時に計測制御装置１８が行う制御動作を説明する図である。暖房運転時には、まず、圧縮機３の容量、熱源側絞り装置１１の開度、バイパス絞り装置１４ａの開度、負荷側絞り装置８の開度が初期値に設定される（ステップＳ１）。そして、所定時間が経過したものと判断すると（ステップＳ２）、運転状態に応じて各アクチュエータを制御するため、以下の処理を行う。
【００４９】
インジェクション圧力Ｐm を、例えば前述した（１）式に基づいて圧縮機吐出圧力Ｐd 、圧縮機吸入圧力Ｐs から演算等により推測する（ステップＳ３）。そして、インジェクション圧力Ｐm 、圧縮機３の運転容量から得られるＣＯＰの大きさに基づいて、インジェクションバイパスを行うか吸入バイパスを行うかを決定し、流路切替弁１６ａによる流路設定を行う（ステップＳ４）。
【００５０】
また、圧縮機３の容量について、基本的に室内機２の温度センサ４１の計測に係る空気温度が、空気調和装置を使用する者が設定する温度になるような制御を行う。このため、温度センサ４１の計測に係る空気温度と使用者による設定値とを比較する（ステップＳ５）。そして、空気温度が設定値を含む所定範囲内であると判断すると、圧縮機３の容量をそのまま維持するようにし、次のステップＳ７に進む。また、空気温度が所定範囲の下限より低いと判断すると、圧縮機３の容量を増加し、空気温度が所定範囲の上限より高いと判断すると、圧縮機３の容量を減少する圧縮機容量変更制御を行い（ステップＳ６）、次のステップＳ７に進む。
【００５１】
各絞り装置の開度制御は以下のように行う。まず、負荷側絞り装置８の開度については、圧力センサ５２の検知に係る高圧冷媒の圧力から飽和温度に換算する。そして、飽和温度と温度センサ４３の検知に係る室内熱交換器６の冷媒流出口の温度との温度差となる室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過冷却度ＳＣが予め設定された所定温度となる目標値（例えば１０℃）になるように開度を制御する。このため、室内熱交換器６の冷媒流出口の冷媒過冷却度ＳＣと目標値とを比較する（ステップＳ７）。そして、室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過冷却度ＳＣが目標値を含む所定範囲内であると判断すると、負荷側絞り装置８の開度をそのまま維持するようにし、次のステップＳ９に進む。また、室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過冷却度ＳＣが所定範囲の上限より大きいと判断すると、負荷側絞り装置８の開度を大きくし、冷媒過冷却度ＳＣが所定範囲の下限より小さいと判断すると、負荷側絞り装置８の開度を小さくする負荷側絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ８）、次のステップＳ９に進む。
【００５２】
次に、バイパス絞り装置１４ａの開度については、高効率運転をはかることと冷凍機油の劣化防止をはかることとに基づいて制御を行う。温度センサ４８ａの検知に係る内部熱交換器９ａの冷媒流出口の温度と温度センサ４７ａの検知に係る内部熱交換器９ａに流入するバイパス絞り装置１４ａを通過した低圧側の冷媒の飽和温度との温度差となる内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨが、予め設定された所定温度となる目標値（例えば１℃）になるように開度を制御する。このため、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨと目標値とを比較する（ステップＳ９）。そして、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨが目標値を含む所定範囲内であると判断すると、次のステップＳ１１に進む。また、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨが所定範囲の上限より大きいと判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を大きくし、冷媒過熱度ＳＨが所定範囲の下限より小さいと判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を小さくするバイパス絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ１０）、次のステップＳ１２に進む。このようにして冷媒のバイパス量を制御することで、内部熱交換器９ａの熱交換性能を高くすることができるとともに、冷媒エンタルピ差も適度に確保できるような運転をすることができる。このため、高効率の運転を行うことができる。ここで、このような運転を行うために内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨの目標値はなるべく小さく設定する方がよい。
【００５３】
さらに、バイパス絞り装置１４ａは、圧縮機３の吐出温度上昇による冷凍機油の劣化防止のための開度制御を行う。温度センサ４６の検知に係る圧縮機３の吐出温度が、予め設定された所定温度となる設定値（例えば１００℃）以下になるように制御される。このため、温度センサ４６の検知に係る圧縮機３の吐出温度と設定値とを比較する（ステップＳ１１）。そして、圧縮機３の吐出温度が設定値以下であると判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度をそのまま維持するようにし、次のステップＳ１２に進む。また、圧縮機３の吐出温度が設定値より高いと判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を大きくするバイパス絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ１０）、次のステップＳ１２に進む。
【００５４】
次に、熱源側絞り装置１１の開度については、温度センサ４９の検知に係る温度から熱源側絞り装置１１に流入する冷媒の飽和圧力に換算する。そして、飽和圧力が予め設定された所定圧力となる目標値（例えば２ＭＰａ）になるように制御する。ここで、目標値は、バイパス絞り装置１４ａに冷媒が流れるように、インジェクション圧力Ｐm よりも高くなるように設定する。このため、計測制御装置１８は、熱源側絞り装置１１の冷媒流入口の飽和圧力と目標値とを比較する（ステップＳ１２）。そして、熱源側絞り装置１１の冷媒流入口の飽和圧力が目標値を含む所定範囲内であると判断すると、熱源側絞り装置１１の開度をそのまま維持するようにする。そして、ステップＳ２に戻って処理を続ける。また、熱源側絞り装置１１の冷媒流入口の飽和圧力が目標値より所定範囲の上限より高いと判断すると、熱源側絞り装置１１の開度を大きくし、熱源側絞り装置１１の冷媒流入口の飽和圧力が目標値より低いと判断すると、熱源側絞り装置１１の開度を小さくする負荷側絞り装置開度変更制御を行う（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ２に戻って処理を続ける。
【００５５】
ここで、上述した説明においては熱源側絞り装置１１の飽和圧力の目標値をあらかじめ設定したものとしているが、この値は一定にする必要はない。例えば、圧力センサ５２の検知に係る高圧冷媒（圧縮機３の吐出側の冷媒）の圧力と熱源側絞り装置１１の飽和圧力との圧力差が所定の値（例えば０．３ＭＰａ）になるような目標値に設定できるようにしてもよい。このようにすることで、運転中の高圧圧力の状態によらず、バイパス絞り装置１４ａを通過する前後における差圧を確保することができ、インジェクションにおいて安定した冷媒供給を行うことが可能になる。
【００５６】
また、上述した説明においては、温度センサ４９の検知に係る温度を換算して熱源側絞り装置１１の飽和圧力を求めるようにしたが、温度センサ４９の代わりに圧力センサを設け、熱源側絞り装置１１に流入する冷媒の圧力を直接検知するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、上述した説明においては、凝縮器となる室内熱交換器６の冷媒流出口の冷媒過冷却度ＳＣが目標値となるように負荷側絞り装置８の開度を制御している。このような開度制御を行うことで、凝縮器での熱交換性能を高く確保するとともに、冷媒エンタルピ差も適度に確保するように運転することができ、高効率の運転を行うことができる。このような運転を行うことができる凝縮器の冷媒流出口における冷媒過冷却度ＳＣは、熱交換器の特性によって異なるが、概ね、凝縮温度と、空気、水等の熱交換媒体との温度差の１／２程度の温度である５〜１０℃前後である。
【００５８】
このとき、冷媒過冷却度ＳＣの目標値はこの値よりも高い値（例えば１０〜１５℃前後）に設定する。これにより、暖房能力を増加した運転も行うことができる。そこで、運転状況に応じて、冷媒過冷却度ＳＣの目標値を変更してもよい。例えば、装置起動時は高めの目標値に設定しておいて暖房能力を確保するようにし、室温が安定しているときには低めの目標値に設定して高効率の運転を行うようにすることができる。
【００５９】
図８は冷房運転時に計測制御装置１８が行う制御動作を説明する図である。冷房運転時には、まず、圧縮機３の容量、熱源側絞り装置１１の開度、バイパス絞り装置１４ａの開度、負荷側絞り装置８の開度が初期値に設定される（ステップＳ１０１）。ここで、冷房運転の場合には、圧力損失を最小にするため、熱源側絞り装置１１の開度を、全開に固定維持する。そして、所定時間が経過したものと判断すると（ステップＳ１０２）、運転状態に応じて各アクチュエータを制御するため、以下の処理を行う。
【００６０】
インジェクション圧力Ｐm を、圧縮機吐出圧力Ｐd 、圧縮機吸入圧力Ｐs から演算等により推測する（ステップＳ１０３）。そして、インジェクション圧力Ｐm 、圧縮機３の運転容量から得られるＣＯＰの大きさに基づいて、インジェクションバイパスを行うか吸入バイパスを行うかを決定し、流路切替弁１６ａによる流路設定を行う（ステップＳ１０４）。
【００６１】
また、圧縮機３の容量について、基本的に室内機２の温度センサ４１の計測に係る空気温度が、空気調和装置を使用する者が設定する温度になるような制御を行う。このため、温度センサ４１の計測に係る空気温度と使用者による設定値とを比較する（ステップＳ１０５）。そして、空気温度が設定値を含む所定範囲内であると判断すると、圧縮機３の容量をそのまま維持するようにし、次のステップＳ１０７に進む。また、空気温度が所定範囲の下限より低いと判断すると、圧縮機３の容量を減少し、空気温度が所定範囲の上限より高いと判断すると、圧縮機３の容量を増加する圧縮機容量変更制御を行い（ステップＳ１０６）、次のステップＳ１０７に進む。
【００６２】
各絞り装置の開度制御は以下のように行う。まず、負荷側絞り装置８の開度については、圧力センサ５１の検知に係る低圧冷媒の圧力から飽和温度に換算する。そして、飽和温度と温度センサ４２の検知に係る室内熱交換器６の冷媒流出口の温度との温度差となる室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過熱度ＳＨが予め設定された目標値（例えば３℃）になるように開度を制御する。このため、室内熱交換器６の冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨと目標値とを比較する（ステップＳ１０７）。そして、室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過熱度ＳＨが目標値を含む所定範囲内であると判断すると、負荷側絞り装置８の開度をそのまま維持するようにし、次のステップＳ１０９に進む。また、室内熱交換器６の冷媒流出口における冷媒過熱度ＳＨが所定範囲の上限より大きいと判断すると、負荷側絞り装置８の開度を小さくし、冷媒過熱度ＳＨが所定範囲の下限より小さいと判断すると、負荷側絞り装置８の開度を大きくする負荷側絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ１０８）、次のステップに進む。
【００６３】
次に、バイパス絞り装置１４ａの開度については、高効率運転をはかることと冷凍機油の劣化防止をはかることとに基づいて制御を行う。温度センサ４８ａの検知に係る内部熱交換器９ａの冷媒流出口の温度と温度センサ４７ａの検知に係る内部熱交換器９ａに流入するバイパス絞り装置１４ａを通過した低圧側の冷媒の飽和温度との温度差となる内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過熱度ＳＨが、予め設定された目標値（例えば３℃）になるように開度を制御する。このため、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過冷却度ＳＣと目標値とを比較する（ステップＳ１０９）。そして、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過冷却度ＳＣが目標値を含む所定範囲内であると判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度をそのまま維持するようにし、次のステップＳ１１１に進む。また、内部熱交換器９ａの冷媒流出口の冷媒過冷却度ＳＣが所定範囲の上限より大きいと判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を大きくし、冷媒過冷却度ＳＣが所定範囲の下限より小さいと判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を小さくするバイパス絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。
【００６４】
さらに、バイパス絞り装置１４ａは、圧縮機３の吐出温度上昇による冷凍機油の劣化防止のための開度制御を行う。温度センサ４６の検知に係る圧縮機３の吐出温度が、予め設定された設定値（例えば１００℃）以下になるように制御される。このため、温度センサ４６の検知に係る圧縮機３の吐出温度と設定値とを比較する（ステップＳ１１１）。そして、圧縮機３の吐出温度が設定値以下であると判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度をそのまま維持するようにし、ステップＳ１０２に戻る。また、圧縮機３の吐出温度が設定値より高い吐判断すると、バイパス絞り装置１４ａの開度を大きくするバイパス絞り装置開度変更制御を行い（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。
【００６５】
ここで、圧縮機３の吐出温度の設定値は、吐出温度そのものでなくてもよく、圧縮機３の吐出温度と圧縮機３の吐出圧力から換算される飽和温度との温度差である圧縮機３の吐出過熱度に基づいて設定してもよい。
【００６６】
また、内部熱交換器９ａの配置位置は、図１に係る構成の位置に限るものではない。例えば、上流下流の位置関係が反対であっても同様の効果を得ることができる。また、バイパス配管１７ａを接続する位置も図１の位置に限るものではなく、他の中間圧部分、高圧液部から冷媒を分岐させることができる位置であれば同様の効果を得ることができる。このとき、バイパス絞り装置１４ａの制御安定性を考慮すると、気液二相状態の冷媒を分岐する位置であるよりは、完全に液の状態となった冷媒を分岐できる位置にバイパス配管１７ａを接続する方が望ましい。
【００６７】
以上のように実施の形態１の空気調和装置によれば、流路切替弁１６ａにより、圧縮機のインジェクションポートから冷媒を流入させるか圧縮機３の吸入側に冷媒を流すかを選択することができる。このため、冷房運転、暖房運転等の様々な運転状態に応じて、バイパス絞り装置１４ａの開度を調整しながら流路切替冷媒回路２０に冷媒をバイパスさせることで、高効率な運転を実現可能な空気調和装置を得ることができる。
【００６８】
また、圧縮機３における圧縮機運転容量とインジェクション圧力に基づいて、流路切替弁１６ａの流路設定を行ってインジェクションバイパス回路とするか吸入バイパス回路とするかを選択できるようにしたので、ＣＯＰの高い高効率の運転を行うことができる。このとき、圧縮機３の吐出圧力及び吸入圧力からインジェクション圧力を導き出すことで、より正確なインジェクション圧力を得ることができる。さらに、内部熱交換器９ａの冷媒過熱度ＳＨが目標値が示す所定温度となるように、圧縮機３の冷媒吐出温度等が所定の温度となるようにバイパス絞り装置１４ａの開度を制御するようにしたので、効率よく、また冷凍機油の保護を図りつつ運転を行うことができる。また、暖房運転時には、温度センサ４９の検知に係る温度から換算した熱源側絞り装置１１に流入する冷媒の圧力等に基づき、熱源側絞り装置１１の開度を制御するようにしたので、蒸発器となる室外熱交換器１２を通過する冷媒量を制御することができ、効率よく運転することができる。
【００６９】
ここで、本実施の形態では、熱源側絞り装置１１と負荷側絞り装置８との間に内部熱交換器９ａ、及びバイパス絞り装置１４ａ、流路切替弁１６ａを配置しているので、冷暖いずれの運転モードでも、同様のインジェクションバイパスや吸入バイパスを行った運転を選択的に行うことができる。また、図１では高低圧を検知する圧力センサを設け、冷媒の飽和温度を検知する構成としているが、凝縮器、蒸発器中間の冷媒温度センサで飽和温度を検知してもよい。
【００７０】
実施の形態２．
図９は本発明に係る実施の形態２の空気調和装置１００の構成を示す図である。図９において、図１等と同じ番号を付している機器等については、実施の形態１で説明したことと同様の動作を行う。図９に示すように、実施の形態２では、図１に記載した流路切替冷媒回路２０を２つ設置している。一方の流路切替冷媒回路２０において、図１の内部熱交換器９ａ、バイパス絞り装置１４ａ、流路切替弁１６ａ等のように、添え字「ａ」を記載したものと同じ機能等を有する他方の流路切替冷媒回路２０の機器等は、添え字に「ｂ」を記載して示している。
【００７１】
本実施の形態では、流路切替冷媒回路２０を２つ配設した構成とし、流路切替弁１６ａ、１６ｂをそれぞれ切り替えることによって、インジェクションバイパス回路、吸入バイパス回路を別々に行ったり、併用したりして運転することができる。
【００７２】
本実施の形態の空気調和装置１００においても、実施の形態１と同様に、冷房、暖房いずれの運転でも同様の運転を行うことができる。ここでは暖房運転について説明する。図９の空気調和装置１００において、流路切替弁１６ａを実線で表す流路、流路切替弁１６ｂを破線で表す流路に設定した場合、バイパス配管１７ａを流通する流路は、インジェクションバイパス回路となり、バイパス配管１７ｂを流通する流路は、吸入バイパス回路となる。このように、例えば、主冷媒回路の冷媒の流れに対して上流側となる位置にバイパス配管１７の一端が接続されている流路切替冷媒回路２０をインジェクションバイパス回路とする。そして、下流となる位置にバイパス配管１７の一端が接続されている流路切替冷媒回路２０を吸入バイパス回路とする。
【００７３】
ここで、室内機２から液管７を経由する冷媒を、インジェクションバイパス回路の内部熱交換器９ａ、吸入バイパス回路の内部熱交換器９ｂを通過するようにそれぞれ流路切替弁１６ａ、１６ｂを設定する。これにより内部熱交換器９ａ、９ｂを経由する過程で、熱源側絞り装置１１に流入する冷媒の温度が徐々に冷却される。このため、冷媒間の温度差が小さい状態で熱交換可能であり、熱交換効率が高くなり、内部熱交換器９ａ、９ｂを有効に利用できるという特徴がある。
【００７４】
図１０は圧縮機３の運転容量が高いときのインジェクション内部熱交換器容量比率に対するＣＯＰ向上率を表す概念図である。ここで、内部熱交換器容量とは、熱コンダクタンスを表すものであり、伝熱面積と熱通過率の積に相当するものである。そして、インジェクション内部熱交換器容量比率とは、インジェクションバイパスに係る内部熱交換器（本実施の形態では内部熱交換器９ａ）と吸入バイパスに係る内部熱交換器（本実施の形態では内部熱交換器９ｂ）との熱交換容量の和に対するインジェクションバイパスに係る内部熱交換器の熱交換容量の割合を表すものとする。
【００７５】
図１０より、インジェクション内部熱交換器容積比率が大きいほど、インジェクションバイパスによるＣＯＰ向上率が大きくなる。逆にインジェクション内部熱交換器容積比率が小さい場合は、吸入バイパスでの熱交換器容量が大きくなるため、吸入バイパスによるＣＯＰ向上率が大きくなる。したがって、それぞれのＣＯＰ向上率の合成効果として、最大ＣＯＰとなるインジェクション熱交換容量比率が存在する。図９の空気調和装置１００の場合、内部熱交換器９ａと内部熱交換器９ｂとの熱交換器容量の比率が、６：４程度であるときが最もＣＯＰが高くなる。そこで、例えば、内部熱交換器９ａ、９ｂが二重管熱交換器でそれぞれの配管サイズが同一の場合、二重管の長さを６：４となるように予め設定することで圧縮機３の運転容量が高い場合において高効率な運転を実現することが可能となる。
【００７６】
図１１は圧縮機３の運転容量が低いときのインジェクション内部熱交換器容量比率に対するＣＯＰ向上率を表す概念図である。
【００７７】
図１１より、圧縮機３の運転容量が低い場合は、蒸発器となる熱交換器及び蒸発器から圧縮機３の吸入側までの配管における圧力損失が小さいため、吸入バイパスによる圧力損失低減によるＣＯＰ向上率の効果が小さくなる。このため、インジェクションバイパス回路側の内部熱交換器９における内部熱交換器容量の比率が大きいほど、インジェクションバイパスのＣＯＰと吸入バイパスとのＣＯＰ向上率の合成効果は大きくなる。したがって、図９の空気調和装置１００において、流路切替弁１６ａ、１６ｂにおける冷媒の流路が図９の実線方向となるように設定し、２つの流路切替冷媒回路２０がともにインジェクションバイパスとなるようにする。これにより、圧縮機の運転容量が低い場合においてＣＯＰを大きくした運転を実現することができる。
【００７８】
また、図示していないが、圧縮機３の吸入圧力Ｐs を高く、インジェクション圧力Ｐm を高くする場合は、前述のようにインジェクションによるＣＯＰ向上率が低下するため、吸入バイパスによるＣＯＰ向上率が相対的に高くなる。このため、インジェクション内部熱交換器容量比率が小さいほど、インジェクションバイパスのＣＯＰと吸入バイパスとのＣＯＰ向上率の合成効果は大きくなる。したがって、図９の空気調和装置１００において、流路切替弁１６ａ、１６ｂにおける冷媒の流路が図９の破線方向となるように設定し、２つの流路切替冷媒回路２０がともに吸入バイパスとなるようにする。これにより、インジェクション圧力Ｐm が高い場合においてＣＯＰを大きくした運転を実現することができる。
【００７９】
以上のように、実施の形態２の空気調和装置１００によれば、流路切替冷媒回路２０を複数配置し、それぞれインジェクションバイパス回路として機能するか又は吸入バイパスとして機能するかを選択することができるようにしたので、両回路を組み合わせて効率のよい運転を行うことができる。このとき、流路切替冷媒回路２０において、内部熱交換器９の熱交換器容量を異ならせるようにしたので、インジェクション内部熱交換器容量比率を細分化する等によって、空調負荷や運転状態に応じて柔軟に対応してＣＯＰを大きくし、高効率の運転を実現することができる。そして、インジェクションバイパス回路となる方を、主冷媒回路において流れる冷媒に対して上流側に位置するようにすることで、インジェクションバイパス回路に流れる冷媒量を優先して調整等することができる。
【００８０】
実施の形態３．
上述の実施の形態では、空気調和装置１００に室外機１、室内機２をそれぞれ１台搭載した場合を例として説明したが、これに限定するものではない。例えば、空気調和装置１００に室外機１を複数台搭載する、室内機２を複数台搭載する等の構成としても同様の効果を奏することができる。
【００８１】
また、上述の実施の形態では、ルームエアコン、パッケージエアコン等の空気調和装置１００として説明した。本発明は、冷暖房運転等多様な運転を行うことができる空気調和装置に特に有効であるが、例えば、冷凍装置、冷蔵庫、加湿器、調湿装置、ヒートポンプ給湯器等の冷凍サイクル装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  室外機、２  室内機、３  圧縮機、４  四方弁、５  ガス管、６  室内熱交換器、７  液管、８  負荷側絞り装置、９ａ，９ｂ  内部熱交換器、１１  熱源側絞り装置、１２  室外熱交換器、１３ａ，１３ｂ  インジェクションバイパス配管、１４ａ，１４ｂ  バイパス絞り装置、１５ａ，１５ｂ  吸入バイパス配管、１６ａ，１６ｂ  流路切替弁、１７ａ、１７ｂ  バイパス配管、１８  計測制御装置、２０  流路切替冷媒回路、４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂ，４９  温度センサ、５１，５２  圧力センサ、１００  空気調和装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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